摘要:本文介绍汽车风窗刮水器系统的组成,叙述刮水电动机的分类和应用,着重研究前风窗刮水电动机的运行耐久性能、温度耐久性能、振动耐久性能,分析具体的评价过程和方法,为风窗刮水电动机的前期开发和性能评价提供相关的参考和依据。
汽车前风窗玻璃刮水器系统是汽车上的重要部件之一,用来清洁玻璃外表面上的雨水、灰尘、雪等,保持驾驶员的视野清晰。刮水器有气压式、电动式、真空式、机械式等多种,但目前刮水器多数采用电动式,它一般由刮水电动机和一套传动机构组成川,如图1所示,刮水电动机驱动减速机构旋转,并通过驱动连杆做往复运动。
电动式刮水器中的驱动部分就是电动机,也是刮水器系统的核心部件,它一般呈封闭结构,便于密封和防水,在出厂前进行了内部润滑,涂抹了润滑脂和机油,保证工作的平顺性和足够的使用寿命。刮水电动机多为标准的两速或三速系统或带间歇的两速或三速系统。
1刮水电动机的分类与应用
刮水电动机主要由电动机部分和传动部分组成,其结构见图2。电动机部分主要包括磁铁、线圈、电枢、转换器、旋转轴等部件,传动部分主要包括蜗轮、蜗杆、护罩、簧片等部件。
根据刮水电动机输出运动的情况,刮水电动机可分为回转式和摆动式2种。
1)回转式电动机其控制电路如图3所示,电动机带动蜗轮蜗杆机构进行360°回转运动,其结构简单,便于生产,价格低廉,抗干扰能力强,多应用于中低端车型。
2)摆动式电动机就是在电动机中增加了ECU控制芯片,如图4所示是电子控制摆动式电动机中的ECU控制芯片。图5是电子控制摆动式电动机的工作电路示意图。从图5中可以清楚地看出,电动机通过ECU芯片控制进行工作。蜗轮蜗杆机构可输出150°~160°的往复运动,其刮刷频率变化连续、输出稳定,具有过载保护、扩大刮刷区域、节省装配空间等优点,是未来刮水电动机的发展趋势。但是价格比较昂贵,制造工艺相对复杂,目前在高端车型使用较多。
表1列出了各个不同车型所使用的刮水电动机类型。
2刮水电动机性能要求
刮水电动机耐久性能是评判电动机性能的重要参数,各大国际组织和汽车公司都制定了相关的法规和标准来验证刮水电动机的耐久性能,表2列出了常用的刮水器法规与标准。
3刮水电动机运行耐久性能
3.1试验步骤
刮水电动机的运行耐久试验主要分为3个部分,即堵转试验、连续湿刮耐久试验、压缩角度试验。试验过程中,将整个刮水器系统放置在专用试验台架或者车身上进行试验。图6是刮水电动机耐久试验过程示意图。
试验顺序一船为,堵转试验1→连续湿刮耐久试验→压缩角度试验→堵转试验2,